去泛素化酶USP4调节SMAD4蛋白单泛素化并调控TGF-β/Activin信号的研究

批准号:
31471315
项目类别:
面上项目
资助金额:
100.0 万元
负责人:
张龙
依托单位:
学科分类:
C0702.细胞信号转导
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢枫、张正奎、李芳、颜海燕
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中文摘要
TGF-β超家族信号通路在多细胞生物胚胎发育和维持组织内稳态方面发挥着重要的作用,该通路的失调会导致癌症的发生。TGF-β抑制早期肿瘤的发生但在肿瘤发生后期却促进肿瘤的转移。因而在恶性肿瘤中该通路被视为抗肿瘤药物的作用靶点。为此,在肿瘤发展晚期特异地抑制TGF-β信号的研究显得尤为重要。去泛素化酶(DUB)是一类优良的小分子药物靶点。申请人前期通过对DUB家族的筛选发现以USP4为代表的几个去泛素化酶蛋白可激活TGF-β和Activin信号。USP4与SMAD4相互作用,很可能去除抑制SMAD4转录活性的单泛素化修饰从而同时上调TGF-β和Activin信号并促进肿瘤细胞的迁移,侵润和转移。本项目旨在阐明USP4调控肿瘤转移的分子机理和它增强TGF-β和Activin信号的原因。以此为基础搭建以DUB活性为读出的小分子药物筛选模型,为指导临床实践和以DUB活性为目的的药物筛选提供理论基础。
英文摘要
TGF-β signaling plays critical roles in embryonic development and the maintenance of tissue homeostasis in all metazoans. Deregulation of TGF-β activity results in cancer development. In normal and premalignant cells, TGF-β enforces homeostasis and suppresses tumor progression directly through cell autonomous regulation of apoptosis and growth arrest or indirectly through blockage of paracrine factor production in the tumor stroma. In advanced cancers, the TGF-β pathway acts as an oncogenic factor and is considered to be a therapeutic target. Deubiquitination enzymes are druggable. In previous study, we screened out USP4 as a TGF-β/Activin pathway activator. USP4 interacted with SMAD4 and could remove the mono-ubiquitin-modification from SMAD4. The mono-ubiquitination modification on SMAD4 was reported to potently inhibit transcriptional activity of SMAD complex. We hypothesized that USP4 activates both TGF-β and Activin signaling via removing the mono-Ubiquitin modification on SMAD4. We aim to identify the mechanism of which USP4 activates TGF-β/Activin pathway and figure out whether USP4 promotes TGF-β/Activin-mediated EMT (epithelial to mesenchymal transition), migration and metastasis. We also aim to build up a drug screen model targeting deubiquitination enzymes (USP4, in this study)in tumor therapy. Upon successful conclusion of this work, we will have proposed a new TGF-β/Activin regulation model and provided reference for clinical therapy in the future.
SMAD4是TGF-β家族细胞因子的常见细胞内效应物,但其活性受动态调节的机制尚不清楚。本项目的研究证实去泛素化酶USP4能通过去除SMAD4 K519位点抑制性的单泛素化修饰从而强烈诱导Activin/BMP信号传导。在配体诱导的调节(R)-SMAD-SMAD4复合物形成后,E3连接酶SMURF2被募集到SMAD4来触发该单泛素化修饰。尽管负调节因子c-SKI的相互作用抑制SMAD4单泛素化,但配体刺激SMURF2向c-SKI-SMAD2复合物的募集引发c-SKI泛素化和降解。因此,SMURF2在终止和启动TGF-β家族信号传导中均起作用。在USP4敲低的小鼠胚胎干细胞(mESC)中单泛素化SMAD4的增加降低了BMP-和激活素诱导的胚胎干细胞命运的变化。USP4在早期斑马鱼胚胎中激活Actin和BMP介导的形态发生事件,维持SMAD4活性。此外,敲低USP4的斑马鱼表现出有缺陷的细胞迁移和较慢的协调细胞运动,这两部分功能的改变都可以被SMAD4所回补。因此,USP4是SMAD4活性的关键决定因素。本项目不仅阐明了USP4调控肿瘤转移的分子机理和它增强TGF-β和Activin信号的原因,还以此为基础搭建以DUB活性为读出的小分子药物筛选模型,为指导临床实践和以DUB活性为目的的药物筛选提供理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Ubiquitin-Specific Protease 4 Antagonize Osteoblast Differentiation through Dishevelled
泛素特异性蛋白酶 4 通过蓬乱拮抗成骨细胞分化
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Journal of Bone and Mineral Research
影响因子:6.2
作者:Zhou F;Li F;Fang P;Dai T;Yang B;van Dam H;Jia J;Zheng M;Zhang L
通讯作者:Zhang L
A special issue on TGF-β signaling: regulation, crosstalk, and biology
关于 TGF-β 信号传导的特刊:调节、串扰和生物学。
DOI:10.1093/abbs/gmx134
发表时间:2018
期刊:Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai)
影响因子:--
作者:Xiaohua Yan;Long Zhan
通讯作者:Long Zhan
Regulation of TGF-β Superfamily Signaling by SMAD Mono-Ubiquitination.
SMAD 单泛素化对 TGF-β 超家族信号传导的调节
DOI:10.3390/cells3040981
发表时间:2014-10-15
期刊:Cells
影响因子:6
作者:Xie F;Zhang Z;van Dam H;Zhang L;Zhou F
通讯作者:Zhou F
USP4 inhibits SMAD4 monoubiquitination and promotes activin and BMP signaling
USP4 抑制 SMAD4 单泛素化并促进激活素和 BMP 信号转导
DOI:10.15252/embj.201695372
发表时间:2017-06-01
期刊:EMBO JOURNAL
影响因子:11.4
作者:Zhou, Fangfang;Xie, Feng;ten Dijke, Peter
通讯作者:ten Dijke, Peter
YAP antagonizes innate antiviral immunity and is promoted for lysosomal degradation through IKKε mediated phosphorylation
YAP 拮抗先天抗病毒免疫,并通过 IKKε 介导的磷酸化促进溶酶体降解
DOI:--
发表时间:2017
期刊:Nature Immunology
影响因子:30.5
作者:Wang S;Xie F;Chu F;Zhang Z;Yang B;Dai T;Gao L;Wang L;Ling L;Jia J;van Dam H;Jin J;Zhang L;Zhou F
通讯作者:Zhou F
高分辨宽波段硅基中红外傅里叶变换光谱分析芯片研究
- 批准号:62305294
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:30.00万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张龙
- 依托单位:
新冠病毒感染致免疫抑制和代谢重构的分子机制研究和拮抗手段的研发
- 批准号:--
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:260万元
- 批准年份:2020
- 负责人:张龙
- 依托单位:
肿瘤细胞转移的内驱力与外泌体
- 批准号:31925013
- 项目类别:国家杰出青年科学基金
- 资助金额:400万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张龙
- 依托单位:
肺癌外泌体在肺癌发生发展和早期诊断与化学干预中的机制研究
- 批准号:LD19C070001
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:张龙
- 依托单位:
去泛素化修饰酶新靶标的体内捕获、功能解析和化学干预手段的研发
- 批准号:91753139
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:张龙
- 依托单位:
Fas接头蛋白调节TGF-β II 型受体(TβRII)的机理和在恶性肿瘤转移中的功能
- 批准号:31671457
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:张龙
- 依托单位:
国内基金
海外基金
